JP3320081B2 - 多気筒エンジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多気筒エンジンに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】トラック等の車両に搭載されている通常
の水冷式多気筒エンジンは、同エンジンのクランク軸に
連動して駆動されるウォータポンプから吐出された冷却
水が先づクランクケース内のシリンダ外周の冷却水室に
供給されて同シリンダ又はシリンダライナを冷却した
後、ヘッドガスケットに設けられた多数の水穴を通って
シリンダヘッド内部の冷却水室に供給され、同シリンダ
ヘッド内の排気ポートや吸気ポート等の外周を流れ、こ
れらを冷却するように構成されている。従って、上記ヘ
ッドガスケットの水穴周辺から水漏れが発生し易く、ま
たシリンダヘッドの触火面、特に吸気弁及び排気弁の弁
間部分の効果的な冷却が難しいため、上記弁間部分に熱
応力による亀裂が発生し易い等の問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑み創案されたもので、シリンダヘッド各部の冷却を効
果的に行なうことができると共に、ヘッドガスケットか
らの漏水を確実に防止することができるようにした多気
筒エンジンを提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、シリンダヘッドの一側壁に沿いその外側
に形成された冷却水供給室、クランクケース内に形成さ
れた冷却媒体用通路とは独立して上記シリンダヘッド内
に形成された冷却水室、上記シリンダヘッドの一側壁に
装着され上記冷却水供給室と上記冷却水室とを連通させ
る水穴を具えた板栓、クランクケース内に形成された冷
却媒体用通路とは独立して形成されたシリンダヘッド内
部の排気弁及び吸気弁間の冷却水通路、及び上記シリン
ダヘッドの一側壁に穿設され上記排気弁及び吸気弁間の
冷却水通路と上記冷却水供給室とを直接連通させる通水
孔を具備してなることを特徴とする多気筒エンジンを提
案するものである。

【０００５】

【作用】本発明によれば、シリンダヘッドの一側壁に沿
ってその外側に冷却水供給室が形成され、同冷却水供給
室にはクランクケースを経由することなくウォータポン
プから直接に冷却水が供給されるので、ヘッドガスケッ
トに水穴を設ける必要がなく同ガスケットからの水漏れ
を確実に解消することができる。また、シリンダヘッド
の上記側壁には、複数の板栓が装着され同板栓に設けた
水穴を介して冷却水供給室からシリンダヘッド内部の冷
却水室に所要量の冷却水を供給することができると共
に、冷却しにくい排気弁及び吸気弁間の狭い冷却水通路
部分には上記側壁に穿設された通水孔を通じて上記冷却
水供給室から直接冷却水が供給されるので、シリンダヘ
ッドの各部が極めて効果的に冷却される。

【０００６】

【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面について具
体的に説明する。先づ、図１に示すエンジン全体の概略
側面図において、符号１０は総括的にトラック用の油冷
式直接噴射型多気筒ディーゼルエンジンを示し、同エン
ジン１０はクランクケース１２と、同クランクケース１
２の上端に装架されたシリンダヘッド１４と、クランク
ケース１２の下端に装着された平面形状が略梯子状をな
す自体周知のラダーフレーム又はアンダフレーム１６
と、上記シリンダヘッド１４の上方に装着されたロッカ
カバー１８と、上記ラダーフレーム１６の下方に装着さ
れたオイルパン２０と、上記クランクケース１２の前端
に装着されたタイミングギヤケース２２とを具えてい
る。同タイミングギヤケース２２内に、ウォータポンプ
２４が設けられ、同ウォータポンプ２４のインペラは、
エンジン１０のクランク軸２６に装着された主動プーリ
２８及びベルト３０並びにインペラ軸に装着された従動
プーリ３２を介し上記クランク軸２６に連動して駆動さ
れる。上記シリンダヘッド１４の一側壁に沿いその詳細
については後述する冷却水供給室３４が設けられ、同冷
却水供給室３４には、上記ウォータポンプ２４から吐出
された冷却水が、ホース又はパイプ３６を経て供給され
る。

【０００７】図２のエンジン縦断面図に良く示されてい
るように、上記クランクケース１２は複数のシリンダボ
ア部３８を具え、各シリンダボア部３８には、全体とし
て中空円筒状をなすシリンダライナ４０が嵌装されてい
る。シリンダライナ４０内にピストン４２が摺動自在に
嵌装され、同ピストン４２はコネクティングロッド４４
を介して上記クランク軸２６のピン部２６′に連結され
ている。また、クランクケース１２の上端付近に、シリ
ンダ軸線を含むエンジン中心面Ｏ−Ｏ（図３参照）に対
し略平行に延在してライナ給油用ギャラリ４６が設けら
れ、また同クランクケースのシリンダ下方部分に隣接す
る一方の側壁部分に上記エンジン中心面Ｏ−Ｏに対し略
平行に延在するメーンオイルギャラリ４８が設けられ、
更にクランクケースの他方の側壁部分に、同様にエンジ
ン中心面Ｏ−Ｏに対し略平行に延在するオイルジェット
用ギャラリ５０が設けられている。

【０００８】上記シリンダライナ４０には、シリンダヘ
ッド１４側の端部に、半径方向外方に延在して形成され
たフランジ部５２が設けられ、また同フランジ部５２を
除く外周面には、図示の実施例の場合、シリンダ軸線方
向に適宜の間隔を存して多数の円周方向の油溝５４が形
成されている。これらの円周方向の溝５４は、一例とし
て実願昭６２−６０９６７号に詳しく開示され、かつ図
３及び図４に示されているように、シリンダライナの外
周面に略１８０度の円周方向の角度間隔を存してシリン
ダ軸線方向に延在して形成された縦油溝５６ａ及び５６
ｂによって１個以上適数の通路群に区分されている。図
３に良く示されているように、上記ライナ給油用オイル
ギャラリ４６と上記縦油溝５６ａの上方部分とが、エン
ジン中心面Ｏ−Ｏに対し傾斜してシリンダ中心に向い穿
設された各シリンダ毎の給油孔５８によって接続されて
いる。上記ライナ給油用オイルギャラリ４６から給油孔
５８を経て入口側の縦油溝５６ａの上方部分に供給され
た冷却用オイルが、円周方向左右に分れて夫々上記円周
溝５４内を半周し出口側の縦油溝５６ｂに流出する。上
記通路群が２群以上の場合、第１群の第２縦油溝５６ｂ
に流出した冷却用オイルは続いて第２群の入口側縦油溝
に入り、以下同様にして順次下位の群の円周溝５４内を
流れてシリンダライナ外周面の下方部分に設けられたオ
イル排出口６０から直接オイルパン２０内に流下する。
一方、上記オイルジェット用ギャラリ５０には、図２に
示されているように、各シリンダ毎に自体公知のオイル
ジェット６２が接続され、同オイルジェット６２から噴
射されたオイルはピストン４２の内側面に衝突して同ピ
ストンを冷却し、更にシリンダライナ４０の内周面に沿
い流下してオイルパン２０内に収容される。また、この
実施例では、図４の部分的拡大断面図に良く示されてい
るように、シリンダライナ４０のフランジ部５２は、そ
の下側面５２ａをクランクケース１２の平らな上面１２
ａに直接当接し、またその上側面５２ｂは適宜のガスケ
ット例えばラミネート型の薄いガスケット６４を介して
シリンダヘッド１４の下面１４ａに当接している。

【０００９】上記シリンダヘッド１４とクランクケース
１２とラダーフレーム１６とは、シリンダ軸線に平行に
挿通された多数の通しボルト６６によって一体的に結合
される。通しボルト６６は、図２に良く示されているよ
うに、ラダーフレーム１６の下側から上向きに挿入さ
れ、シリンダヘッド１４内のボルト孔６８を通り上方に
突出したねじ部７０に締付ナット７２を螺合し締付ける
ことによって緊締される。上記通しボルト６６の配置パ
ターンが、図５のシリンダヘッド上端平面図に良く示さ
れており、通しボルト用のボルト孔６８はエンジン中心
面Ｏ−Ｏの両側に、各シリンダ毎に夫々２個、従って１
シリンダ当り４個設けられ、隣接するシリンダ間に配置
される２個のボルト孔６８は両シリンダに共通である。
従って、エンジン１０のシリンダ数をＺとしたとき、通
しボルト６６の個数は、２Ｚプラス２となり、図示の４
気筒エンジンの場合僅か１０本で実質的最少個数とな
る。また、上記ラダーフレーム１６を具備せずクランク
ケース１２のスカート部を同ラダーフレームの位置まで
下方に延長したディープスカート型クランクケースの場
合、クランク軸２６は、クランクケース１２の軸受部と
自体周知のメーンベアリングキャップ（図示せず）とに
よって保持されることになるが、この場合、上記通しボ
ルト６６は、メーンベアリングキャップに穿設したボル
ト孔から上向きに挿入され、クランクケース１２のボル
ト孔及びシリンダヘッド１４のボルト孔６８を挿通し
て、そのねじ部７０に締付ナット７２を螺合し締付ける
ことによって、シリンダヘッド１４とクランクケース１
２と上記メーンベアリングキャップとが一体的に結合さ
れる。なお、上記ラダーフレーム１６は、主として油密
保持の観点からその外周部分に多数配置された小径の補
助取付ボルト７４によってクランクケース１２の下端に
固着されている。

【００１０】前記シリンダヘッド１４及び冷却水供給室
３４の詳細な構造が図５ないし図７に示されている。図
中符号７６は前記ロッカカバー１８が装架される平面形
状が略長方形をなすロッカカバー座面であり、同座面７
６の内側に各シリンダの吸気タペットを摺動自在に収容
する吸気タペット孔７８及び排気タペットを摺動自在に
収容する排気タペット孔８０が設けられ、各タペット孔
７８及び８０の下方には夫々同軸的に吸気弁及び排気弁
の弁ステムを摺動自在に収容するバルブガイド用の孔８
２及び８４が穿設されている。またエンジン中心面Ｏ−
Ｏに沿って上記吸気タペット及び排気タペットを駆動す
る吸気カム及び排気カムを具えたタイミングカム軸のジ
ャーナル部を回転自在に軸支するカム軸軸受ブラケット
８６が図示の４気筒エンジンの場合５個列設されてい
る。

【００１１】図６に良く示されているように、シリンダ
ヘッド１４の一方の側壁８８に、側面形状が細長い長方
形状をなす囲壁９０がエンジン中心面Ｏ−Ｏに対し直角
方向に穿設され、囲壁９０の開口端にはガスケット９２
を介して長方形の蓋板９４が多数のボルト９６によって
水密に装着されている。蓋板９４の適所に冷却水取入口
９８が固着され、同取入口９８には前記ホース又はパイ
プ３６が接続される。上記側壁８８と囲壁９０と蓋板９
４とによって前記冷却水供給室３４が構成される。側壁
８８には、各シリンダ毎にプレス成形された板栓９６が
夫々嵌装され、各板栓９６には上記冷却水供給室３４と
シリンダヘッド１４内部の冷却水室１００とを連通させ
る水穴１０２が穿設されている。また、上記側壁８８の
下端付近にはドリルによって各シリンダ毎に通水孔１０
４が穿設され、各通水孔１０４の先端は、図７に良く示
されているように、シリンダヘッド内に形成された吸気
ポート１０６及び排気ポート１０８の触火面開口１０
６′及び１０８′に隣接して設けられた狭い弁間冷却水
通路１１０に連通している。また上記冷却水取入口９８
から遠い側のシリンダヘッド側壁に、上記冷却水室９８
内を流れて各部を冷却した冷却水を取出してラジェータ
（図示せず）に送る冷却水取出口１１２（図６参照）が
設けられている。なお、図５において、符号１１４は、
上記タイミングカム軸の軸端に固着されたタイミングチ
ェーンホイール及びタイミングチェーンを収容する空所
である。

【００１２】上記構成において、エンジン１０の運転
中、図示しないオイルポンプによって上記ライナ給油用
オイルギャラリ４６に供給されたオイルが、複数個のシ
リンダのシリンダライナ４０の外周面に夫々形成された
円周溝５４内を上述したように流れて同ライナを冷却し
たのちオイルパン２０内に流下する。また、上記オイル
ポンプからオイルジェット用ギャラリ５０に供給された
オイルが、各シリンダのオイルジェット６２に供給さ
れ、同オイルジェット６２からピストン４２の内周面に
噴射されたオイルは同ピストンを冷却したのち同様にオ
イルパン２０内に流下する。

【００１３】一方、エンジンのクランク軸２６によっ
て、主動プーリ２８、ベルト３０及び従動プーリ３２を
介してウォータポンプ２４が駆動され、同ポンプ２４か
ら吐出された冷却水はホース又はパイプ３６によってシ
リンダヘッド１４の一側に形成された冷却水供給室３４
内に供給される。同冷却水供給室３４に流入した冷却水
は、各シリンダ毎の板栓９６に穿設された水穴１０２か
らシリンダヘッド内部の冷却水室１００内に流入する一
方、通水孔１０４から各シリンダの排気弁及び吸気弁間
の狭い冷却水通路１１０に直接供給される。板栓９６の
水穴１０２から供給された冷却水によって排気ポート１
０８や吸気ポート１０６、更に図示は省略されているが
吸気加熱用のグロープラグ等が冷却され、また通水孔１
０４から供給された冷却水によって従来冷却困難であっ
た弁間冷却水路１１０に臨む吸気弁や排気弁の弁座及び
その周辺の触火面、燃料噴射ノズル（図示せず）の先端
部分等が効果的に冷却される。上記シリンダヘッド各部
を冷却した冷却水は、冷却水室１００の一端部分に連通
する取出口１１２から取出されてラジェータに送られ
る。なお、図示の実施例では、板栓９６の水孔１０２の
直径及び通水孔１０４の直径が夫々等しく画かれている
が、シリンダヘッド各部の温度分布を望ましい態様とす
るために、必要に応じて各シリンダの板栓９６の水穴１
０２の直径、及び通水孔１０４の直径を変化させること
ができる。上記のように、クランクケース１２及びシリ
ンダライナ４０がオイルによって冷却され、シリンダヘ
ッド１４は冷却水によって冷却されるので、通常の水冷
式エンジンのように、冷却水をクランクケースからヘッ
ドガスケットの水穴を経てシリンダヘッド１４に流す必
要がない。従ってヘッドガスケットからの漏水を完全に
解消することができ、またヘッドガスケットは、単にガ
スシールを行なうだけでよいので、図４に示されている
ように、シリンダライナ４０のフランジ上側面５４ｂに
当接する極めて簡単な構造のものを採用することができ
る。

【００１４】更に、付随的に上記実施例によれば、エン
ジンの運転中、シリンダライナ２０内で生起する爆発圧
力に基づくシリンダ軸線方向の衝撃力が、大部分通しボ
ルト６６によって担持され、クランクケース１２には殆
ど作用しないので、強度及び変形の点で極めて有利であ
り、軽量で、しかも振動、騒音が少ないエンジンを実現
することができる。また、シリンダヘッド１４をクラン
クケース１２に締付けるヘッドボルトと、クランクケー
ス１２の軸受部にメーンベアリングキャップ又はラダー
フレーム１６のベアリングキャップ相当部分を締付ける
キャップボルトとが、別個に設けられている通常のエン
ジンと較べて、構造簡単で製造コストを低減し得る利点
がある。

【００１５】

【発明の効果】叙上のように、本発明に係る多気筒エン
ジンは、シリンダヘッドの一側壁に沿いその外側に形成
された冷却水供給室、クランクケース内に形成された冷
却媒体用通路とは独立して上記シリンダヘッド内に形成
された冷却水室、上記シリンダヘッドの一側壁に装着さ
れ上記冷却水供給室と上記冷却水室とを連通させる水穴
を具えた板栓、クランクケース内に形成された冷却媒体
用通路とは独立して形成されたシリンダヘッド内部の排
気弁及び吸気弁間の冷却水通路、及び上記シリンダヘッ
ドの一側壁に穿設され上記排気弁及び吸気弁間の冷却水
通路と上記冷却水供給室とを直接連通させる通水孔を具
備してなることを特徴とし、シリンダヘッドの各部を効
果的に冷却してその耐久性及び信頼性を改善し得ると共
に、ヘッドガスケットからの水漏れを解消することがで
きるので、実用上極めて有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すエンジン全体の概略側
面図である。

【図２】図１に示したエンジンの縦断面図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う部分的拡大断面
図である。

【図４】図１に示したエンジンにおけるシリンダライナ
取付部分の拡大断面図である。

【図５】図１に示したエンジンのシリンダヘッドを示す
拡大平面図である。

【図６】図５に示したシリンダヘッドの矢印ＶＩ方向か
ら視た側面図である。

【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う部分的断面図で
ある。

【符号の説明】

１０ エンジン １２ クランクケース １４ シリンダヘッド ３４ 冷却水供給室 ９６ 板栓 １０２ 水孔 １０４ 通水孔

フロントページの続き (72)発明者 尾口 幸司 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−10726（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−52341（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−69942（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−107719（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−57124（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−43418（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−135846（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−59942（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッドの一側壁に沿いその外側
   に形成された冷却水供給室、クランクケース内に形成さ
   れた冷却媒体用通路とは独立して上記シリンダヘッド内
   に形成された冷却水室、上記シリンダヘッドの一側壁に
   装着され上記冷却水供給室と上記冷却水室とを連通させ
   る水穴を具えた板栓、クランクケース内に形成された冷
   却媒体用通路とは独立して形成されたシリンダヘッド内
   部の排気弁及び吸気弁間の冷却水通路、及び上記シリン
   ダヘッドの一側壁に穿設され上記排気弁及び吸気弁間の
   冷却水通路と上記冷却水供給室とを直接連通させる通水
   孔を具備してなることを特徴とする多気筒エンジン。